(57)【要約】【課題】寿命末期時にバルブ端部の温度上昇を抑制した低圧水銀蒸気放電ランプを得る。【解決手段】内部に蛍光体膜を有するガラスバルブ１の両端部にガラスフレア部２ｂを有するガラスステム２がそれぞれ封着され、かつ２本のピン状の端子が立設した口金がガラスバルブ１の両端部にそれぞれ固着されている。ガラスステム２は、肉厚部２ａと、この一端部が肉厚部２ａに連設され、かつ他端部はガラスバルブ１の端部に溶着された、肉厚部２ａの肉厚に対して肉薄の肉薄部２ｂとを有している。肉厚部２ａは、リード線３ａ，３ｂを保持しているガラスステム２の本体封止部である。肉薄部２ｂは、ガラスフレア部である。ガラスフレア部に金属膜６ａ，６ｂを被着させている。【選択図】図１
2005353436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を保持するガラスステムがガラスバルブの両端部に封止された蛍光ランプにおいて、前記ガラスステムは、前記電極を架設した２本のリード線が封着され保持している肉厚部と、この肉厚部に一端部が連設され、かつ他端部は前記ガラスバルブの端部に溶着された、前記肉厚部に対して肉厚の薄い肉薄部とを有しており、前記肉薄部に金属体が設けられていることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記金属体が少なくとも一方の前記リード線に電気的に結合していることを特徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記金属体が突起部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧水銀蒸気放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧水銀蒸気放電ランプ、例えば蛍光ランプが、その電極に塗布したエミッタ（電子放出物質）を枯渇させて寿命を迎えるとき、その電極周辺の温度はさまざまな要因で過上昇するが、それを未然に防ぐ目的で温度ヒューズをランプ内に組み込むことの提案（例えば特許文献１）、電極間放電を消弧性ガス放出で止めることの提案（例えば特許文献２）、セラミック板やガラスビードを電極近傍に設けることの提案（例えば特許文献３および４）などが知られている。また、ランプ端部のガラスステムの肉厚の一部分を薄くすることにより、フィラメント温度の過上昇による熱によってガラスフレア部分に形成した肉薄部分を破り放電容器をリークさせ放電を停止させる提案（例えば特許文献５）が知られている。
【特許文献１】特許第３０３２５０４号公報
【特許文献２】特許第２９８０５４８号公報
【特許文献３】特開平１１−２３８４５８号公報
【特許文献４】特開平６−３３８２８９号公報
【特許文献５】特開２００３−３３１７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
エミッタが枯渇することによる蛍光ランプの寿命末期現象の進行は、組み合わされて点灯される電子点灯回路に強く影響されるが、総じて陰極降下電圧が上昇することやフィラメント電流が増大することなどによって、その電子点灯回路が点灯停止しない限り、ランプ端部はかなりの高温になる。上述した特許文献１〜５に記載された技術はいずれも、ランプに設けた対策技術であり、ランプ端部の温度過上昇移行確率を下げることに重点が置かれているといえる。また、個々の対策技術について検討すると、蛍光ランプの全ての品種に対応できる対策技術でもなかった。温度ヒューズ適用技術（特許文献１）を用いても、寸法制約、温度適用範囲の制約などで全ての蛍光ランプに採用することはできなかった。
【０００４】
特に、熱によって放電容器を破り、リークさせて放電停止を行う提案（上記特許文献５）においては、ガラスステムのうち、肉厚の薄いガラスフレア部分に、一層薄い肉薄部分を備えたものであり、このガラスフレア部分における一層薄い肉薄部分を製作すること自体が困難であるとともに、通常の肉厚よりも薄い肉薄部を備えるため製品強度に関する品質信頼性や生産歩留まりの改善についても対策が困難であるという課題を有している。
【０００５】
本発明は、エミッタが枯渇しフィラメント電極が断線した後にも点灯維持し得る回路電圧の高い昇圧巻線式の電子点灯回路と組み合わされて使用された場合に、寿命末期時においてランプ端部に不要な放電が生じた際、放電ランプ端部の特定箇所における放電による温度上昇を誘導し、ランプを早期に放電停止させることのできる低圧水銀蒸気放電ランプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の低圧水銀蒸気放電ランプは、電極を保持するガラスステムがガラスバルブの両端部に封止された蛍光ランプにおいて、前記ガラスステムは、前記電極を架設した２本のリード線が封着され保持している肉厚部と、この肉厚部に一端部が連設され、かつ他端部は前記ガラスバルブの端部に溶着された、前記肉厚部に対して肉厚の薄い肉薄部とを有しており、前記肉薄部に金属体が設けられた構成を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、過上昇した熱を、ガラスステムの肉薄部に設けられた金属体に局所的に集め、この金属体に集中した熱によってガラスステムの肉薄部を溶融させて穴を開け、放電を停止させてランプ端部の過熱を抑止することができる。このため蛍光ランプの電極からエミッタが枯渇しその電極の断線後にも点灯維持能力を有するタイプの点灯回路で点灯された場合であっても、寿命末期時においてランプ端部に不要な放電が生じた際に、ランプ端部の過熱を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【０００９】
本発明の第１の実施形態である蛍光ランプ（以下、本発明品Ａという）は、ＦＨＦ３２なる品種（１Ｐａに及ばない水銀蒸気と３００Ｐａ前後のアルゴンバッファガスを内封した蛍光ランプ）であり、内部に蛍光体膜(図示せず)を有するガラスバルブ１の両端部に図１に示すようにガラスフレア部（肉薄部２ｂ）を有するガラスステム２がそれぞれ封着され、かつ２本のピン状の端子９ａが立設した口金９（図６参照）がガラスバルブ１の両端部にそれぞれ固着されている。
【００１０】
ガラスステム２は、肉厚部２ａと、この一端部が肉厚部２ａに連設され、かつ他端部はガラスバルブ１の端部に溶着された、肉厚部２ａの肉厚に対して肉薄の肉薄部２ｂとを有している。肉厚部２ａは、エミッタ４を少量塗布したタングステン製のフィラメント電極５ａを架設した２本のリード線３ａ，３ｂが立設して圧壊封止され、かつこのリード線３ａ，３ｂを保持しているガラスステム２の本体封止部である。ガラスステム２の肉厚の厚い箇所とは、通常リード線３ａ，３ｂを圧壊封止した箇所すなわち肉厚部２ａを指し、後述のガラスフレア部の厚さよりも厚く形成されている。
【００１１】
肉薄部２ｂは、肉厚部２ａと連設されて一体成形された、いわゆるガラスフレア部である。ガラスステム２の肉厚の厚い箇所を避けたガラスの表面、すなわち肉薄部２ｂであるところのガラスフレア部において、二箇所に部分的な金属体、本実施形態では金属膜（ほぼ円形でその直径は約３ｍｍ、厚みは１μｍで材質は銀粉塗膜）６ａ，６ｂを被着させている。
【００１２】
本実施形態において、ガラスステム２の高さ（記号イ）、すなわちガラスバルブ１とガラスフレア部との溶着部分と肉厚部２ａの電極側端面との距離は２５ｍｍ、口金９端面と肉厚部２ａの電極側端面との距離（記号ロ）は３０ｍｍ、圧壊封止され扁平形状である肉厚部２ａの厚さは３ｍｍ、肉厚部２ａの高さ（記号ハ）は５ｍｍであった。またガラスフレア部の厚さは０．７〜１．０ｍｍであった。金属膜６ａ，６ｂは、一箇所に設けてもよいが二箇所に設けることが好ましい。また、両端部のガラスステム２の少なくとも一箇所に設けることが好ましい。二箇所の金属膜６ａ，６ｂはガラスステム２のそれぞれ側面部分において互いに乖離した位置に設置されるのが好ましい。寿命末期において不要な放電が生じた際、金属膜６ａ，６ｂである金属体に放電が飛びやすくなるからである。
【００１３】
本発明の第２の実施形態である蛍光ランプ（以下、本発明品Ｂという）は、図２に示すように、本発明品Ａにおける金属膜６ａ，６ｂとリード線３ａ，３ｂの根元とが銀粉からなる導通線７ａ，７ｂによって電気的に接続されたものであり、導通線７ａ，７ｂはガラスステム２の表面に沿って設けられている。導通線７ａ，７ｂはガラスステム２の表面に接触していても、あるいは非接触であってもかまわない。但し、本発明において金属膜６ａ，６ｂである金属体はその少なくとも一部がガラスステム２に接触しておく必要がある。
【００１４】
本発明の第３の実施形態である蛍光ランプ（以下、本発明品Ｃという）は、図３に示すように、ガラスステム２の肉厚の厚い箇所を避けたガラスステムの表面、すなわち本発明品Ａと同様にガラスフレア部分の二箇所に突起部を有する金属体としてニッケルからなる金属コーン（円錐）８ａ，８ｂを被着している。
【００１５】
本発明の第４の実施形態である蛍光ランプ（以下、本発明品Ｄという）は、図４に示すように、本発明品Ｃに基づき、ニッケルからなる金属コーン（円錐）８ａ，８ｂとリード線３ａ，３ｂとを本発明品Ｂと同様に導通線７ａ，７ｂとで電気的に接続している。
【００１６】
一方、比較品として、ガラスステムの表面に何も設けていないガラスステム２を使用した従来の蛍光ランプ（以下、比較品という）を用意した。
【００１７】
これらの本発明品Ａ〜Ｄおよび比較品を巻線昇圧トランス・予熱点灯方式のインバータ（図５参照）で点灯させ、なお片側フィラメント電極５ａからエミッタ４が枯渇して後のフィラメント電極断線後も引き続き点灯させ、そうした条件下で各ランプ端部が受ける過熱履歴（エミッタ４が枯渇してからガラスステム２が破られ放電停止するまでの時間と各ランプの口金底面の到達最高温度；各１０サンプルの平均と変動幅）を比較した。その結果を表１に示す。なお、本発明の評価に使用したインバータは、フィラメント電流回路の内部インピーダンスが小さく、その低い定電流性のために、２本のリード線３ａ，３ｂ間で形を崩してガラスステム２を溶かすだけの能力はない。しかしながら、エミッタ４枯渇後にフィラメント電極５ａのタングステン金属をスパッタ被着させたガラスステム２の表面で、局所的放電加熱でガラスステムを部分的に軟化させる能力を本インバータは十分に有するものを用いた。
【００１８】
【表１】
2005353436.tif 000003
【００１９】
表１から明らかなように、本発明品Ａ〜Ｄの蛍光ランプでは、エミッタが枯渇してからランプ点灯停止までの時間を比較品よりも短縮することができるとともに、口金９端面における到達最高温度を大きく低下させることができた。
【００２０】
次に表１の結果について考察する。
【００２１】
本発明品ＡおよびＣの結果が比較品よりも良好（ランプ点灯停止までの時間が短く、口金温度上昇も低いこと）であったのは、ガラスステム２の肉厚の大きい箇所を避けたガラスの表面の二箇所に被着させた部分的な金属膜６ａ，６ｂや金属コーン８ａ，８ｂが、後述のタングステンスパッタ膜と電気的に結合して、金属体が設けられたガラスステム２部分の過熱による破りに貢献したためである。また、本発明品Ａと本発明品Ｃとにおいてランプ停止に至る時間は本発明品Ｃの方が早いが、これは本発明品Ｃの金属膜６ａ，６ｂに突起部が存在しているため電界強度が高められ放電加熱を受けやすかったためと考えられる。
【００２２】
一方、本発明品Ｂの結果が本発明品Ａの結果よりも良好、あるいは本発明品Ｄの結果が本発明品Ｃの結果よりも良好なのは、タングステンスパッタ膜に依存せず、ランプ寿命末期（エミッタ枯渇時点）の最初から、銀粉からなる導通線７ａ，７ｂがリード線３ａ，３ｂと金属膜６ａ，６ｂを電気的に結合しているために、放電加熱を受けやすかったためであると考えられる。つまり、特に本発明品ＡおよびＣにおいて、フィラメント電極の材料であるタングステンはエミッタ４が枯渇した後、陰極降下電圧が上昇した後スパッタが生じることによって飛散し、ガラスステム２表面上をタングステンスパッタ膜として覆いリード線３ａ，３ｂと金属膜６ａ，６ｂとを電気的に接続させ放電加熱をさせやすくしている。本発明品ＣおよびＤはあらかじめリード線３ａ，３ｂと金属膜６ａ，６ｂとが電気的に接続されているため、リード線３ａ，３ｂと金属膜６ａ，６ｂとが電気的に接続するよう偶発的に形成されるタングステンスパッタ膜を利用した本発明品Ａ，Ｂよりも早くランプ停止に至るものと考えられる。
【００２３】
本発明品Ｄの結果が最も良好であった理由には、本発明品Ｂの効果と本発明品Ｃの効果の両者を兼ね備えたことが考えられる。ちなみに、図１の断面を図６に示すが、ガラスステム２を局部溶融で破る箇所は、ガラスステム２の肉厚の大きい箇所を避けたガラスの表面であるなら、金属膜６ａ，６ｂの設置場所とガラス肉厚の規正を問う必要は全くなく、従来のガラス部品材料（ガラス肉厚は０．７〜１．０ｍｍ）をそのまま使用することができる。
【００２４】
以上の結果より、本発明はランプ寿命末期（エミッタ枯渇）後のガラスステム２の破りを促進させ、ランプ端部の異常過熱を防止することができる。
【００２５】
なお、本発明の第２または第４の実施形態においては、リード線３ａ，３ｂの根元からガラスステム２の表面に沿って引き出した銀粉からなる導通線７ａ，７ｂをリード線３ａ，３ｂと金属膜６ａ，６ｂの電気的結合に使用したが、その他の金属材料を使用しても良い。また、金属体として、この金属体から、リード線３ａ，３ｂと電気的結合させる結合子を延出させたものを用い、この結合子をリード線３ａ，３ｂに係止させ、金属体をガラスステム２の肉厚の大きい箇所を避けたガラスの表面、例えばガラスフレア部に接触させて設けるようにしたものでも良い。また、本実施形態においてはＦＨＦ３２の蛍光ランプを例に説明したが、その他のタイプの蛍光ランプや低圧放電管にも広く適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、エミッタが枯渇することに始まり最終的にランプ端部温度が過上昇する結果につながる不具合に対して、ランプ側において早期に点灯停止を促す手段を追加し、蛍光ランプ点灯システムの安全信頼性をこれまで以上に高めることができる蛍光ランプに有効に適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態である蛍光ランプ端部の一部切欠斜視図
【図２】本発明の第２の実施形態である蛍光ランプ端部の一部切欠斜視図
【図３】本発明の第３の実施形態である蛍光ランプ端部の一部切欠斜視図
【図４】本発明の第４の実施形態である蛍光ランプ端部の一部切欠斜視図
【図５】本発明の低圧水銀蒸気放電ランプを点灯試験するための回路構成図
【図６】本発明の第１の実施形態である蛍光ランプ端部の一部切欠正面図
【符号の説明】
【００２８】
１  ガラスバルブ
２  ガラスステム
３ａ，３ｂ  リード線
４  エミッタ
５ａ  電極
６ａ，６ｂ  金属膜
７ａ，７ｂ  導通線
８ａ，８ｂ  金属コーン
９  口金
【図１】
2005353436.tif 000004
【図２】
2005353436.tif 000005
【図３】
2005353436.tif 000006
【図４】
2005353436.tif 000007
【図５】
2005353436.tif 000008
【図６】
2005353436.tif 000009